Meten, regelen en besturen Bronkhorst ontwikkelt een chip op basis van MEMS-technologie
Meerdere meetinstrumenten M
Bronkhorst werkt op dit moment aan een op MEMS gebaseerde chip, waarin diverse meetinstrumenten worden gecombineerd. Het voordeel ten opzichte van (gecombineerde) verschillende losse conventio- nele meetinstrumenten: een kleinere footprint, lagere kosten, betrouwbare metingen bij extreem kleine samplevolumes en een snelle responstijd.
Redactie Process Control
EMS is een veelbelovende techniek op het gebied van meetapparatuur en het is niet verwonderlijk dat deze techniek een belangrijke trend inluidt. In een tijdperk
waarin de kosten onder druk staan en er meer, sneller en nauwkeuriger gemeten moet kunnen worden, lijkt MEMS uitkomst te bieden. Bij Bronkhorst wordt op dit moment gewerkt aan een volgende stap: het combi- neren van diverse sensoren op één chip.
Egbert van der Wouden
Combineren “We hebben bij Bronkhorst diverse instrumenten tot onze beschikking waarmee we verschillende metingen kunnen verrichten”, vertelt Egbert Van der Wouden, Scientist bij Bronkhorst High-Tech B.V.. “Op een gegeven moment zijn we gaan kijken of we die verschillende werkingsprincipes kunnen combineren om meer informatie te winnen dan we normaal ge- sproken met één instrument zouden doen. We willen een Toolbox ontwikkelen waaruit we, afhankelijk van de klantvraag, onderdelen uithalen en die combine- ren tot een passende oplossing.” Een voorbeeld: de bekende coriolis fl owmeter meet massafl ow, onafhankelijk van de mediumeigenschap- pen. Een thermische meter meet het product van warmtecapaciteit en massafl ow. Door die twee verschillende instrumenten te combineren in één meetunit, kunnen de genoemde twee variabelen worden gemeten. Een gecombineerde meetunit samenstellen uit conventionele meetapparatuur is weliswaar mogelijk, maar niet bijzonder interessant vanuit economisch oogpunt. Van der Wouden: “Elk instrument heeft toch een bepaalde footprint, beno- digde aansluitingen en de kosten van de individuele instrumenten en overige onderdelen.”
Met een chip kun je een kleine footprint bewerkstelligen, veel van de elektronica hetzelfde houden en heel handig sensoren kleinschalig integreren...
6 | nummer 3 | 2018
MEMS vs conventioneel Maar door de introductie van MEMS-technologie (Micro Electro Mechanical System), verandert het bovenstaande ineens rigoureus. Miniaturisatie van meetinstrumenten maakt het mogelijk om meerdere meetinstrumenten te combineren in één apparaat, in dit geval een chip. Van der Wouden:“Met een chip kun je een kleine footprint bewerkstelligen, veel van de elektronica hetzelfde houden en heel handig senso- ren kleinschalig integreren.” Bij het project werd eerst een ‘stalen variant’ gemaakt van de chip. Van der Wouden: “Als je dan conventione- le meetapparatuur in één meetunit combineert, merk je al heel snel dat je, zelfs als je heel compact werkt, toch een behoorlijke kast krijgt, die ook nog eens vrij kostbaar wordt.” Maar los van de kostprijs en de footprint is het ook nog eens bijzonder lastig om met conventionele meetapparatuur een fl exibel meetinstrument te maken. “We willen een meetinstrument dat heel modulair in elkaar zit, dus dat je er heel gemakkelijk losse modules bij kunt klikken of aan kunt zetten op het moment dat je behoefte hebt aan een additioneel meetinstrument”, legt Van der Wouden uit. “In een conventioneel stalen versie zul je voor elke variant nieuwe constructies moeten ontwerpen. Door de kleine footprint van MEMS sensoren kunnen we voor de verschillende versies de mechanische en elektri-
Page 1 |
Page 2 |
Page 3 |
Page 4 |
Page 5 |
Page 6 |
Page 7 |
Page 8 |
Page 9 |
Page 10 |
Page 11 |
Page 12 |
Page 13 |
Page 14 |
Page 15 |
Page 16 |
Page 17 |
Page 18 |
Page 19 |
Page 20 |
Page 21 |
Page 22 |
Page 23 |
Page 24 |
Page 25 |
Page 26 |
Page 27 |
Page 28 |
Page 29 |
Page 30 |
Page 31 |
Page 32 |
Page 33 |
Page 34 |
Page 35 |
Page 36 |
Page 37 |
Page 38 |
Page 39 |
Page 40 |
Page 41 |
Page 42 |
Page 43 |
Page 44 |
Page 45 |
Page 46 |
Page 47 |
Page 48